JVM加载class文件都经历了啥

主要分下面几个部分讲

• 一. java如何判断哪些类要进行加载的？
• 二. class文件加载到JVM的过程中发生了哪些过程？
• 三. 类加载器和双亲委派机制
• 四.拓展

一. java如何判断哪些类要进行加载的？

一般来说，首先java文件经过编译后变成class文件，然后会打包成个jar包，然后我们通过java -jar这样的方式去进行启动，把class文件加载到我们jvm里，那加载具体过程是啥样的呢？

首先一般是从一个入口，主要是main()进行进入，然后过程中发现用的了哪些类就加载哪些类

如图，我们加载main(),发现需要ReplicaManager自然需要去加载这个类了

二. class文件加载到JVM的过程中发生了哪些过程？

一个类从加载到使用，一般会经历下面的这个过程：

加载-》验证-》准备-》解析-》初始化-》使用-》卸载

这里捡点重要的说下。

2.1验证阶段

简单来说，这一步就是根据Java虚拟机规范，来校验你加载进来的“.class”文件中的内容，是否符合指定的规范。 这个相信很好理解，假如说，你的“.class"文件被人篡改了，里面的字节码压根儿不符合规范，那么JVM是没法去执行这个字节码的！

所以把“.class”加载到内存里之后，必须先验证一下，校验他必须完全符合JVM规范，后续才能交给JVM来运行。下面用一张图，展示了这个过程：

2.2准备阶段

这个阶段其实也很好理解，咱们都知道，我们写好的那些类，其实都有一些类变量比如下面的这个“ReplicaManager”类：

这个“ReplicaManager.class”文件内容刚刚被加载到内存之后，会进行验证，确认这个字节码文件的内容是规范的后，接着就会进行准备工作，这个准备工作，其实就是给这个“ReplicaManager”类分配一定的内存空间 然后给他里面的类变量（也就是static修饰的变量）分配内存空间，来一个默认的初始值

比如上面的示例里，就会给“flushlnterval”这个类变量分配内容空间，给一个“0”这个初始值，整个过程，如下图所示：

2.3 解析阶段

这个阶段干的事儿，实际上是把符号引用替换为直接引用的过程，其实这个部分的内容很复杂，涉及到JVM的底层，不做过多解释了。 同样，我还是给大家画图展示一下：

2.4 核心阶段：初始化

之前说过，在准备阶段时，就会把我们的“ReplicaManager”类给分配好内存空间 另外他的一个类变量“flushInterval”也会给一个默认的初始值“0”，那么接下来，在初始化阶段，就会正式执行我们的类初始化的代码了。 那么什么是类初始化的代码呢？我们来看看下面这段代码：

大家可以看到，对于“flushInterval”这个类变量，我们是打算通过Configuration.getlnt（"replica.flush.interval"）这段代码来获取一个值，并且赋值给他的

但是在准备阶段会执行这个赋值逻辑吗？

NO！在准备阶段，仅仅是给“flushInterval"类变量开辟一个内存空间，然后给个初始值“0”罢了。

那么这段赋值的代码什么时候执行呢？答案是在“初始化”阶段来执行。

在这个阶段，就会执行类的初始化代码，比如上面的Configuration.getlnt（"replica.flush.interval"）代码就会在这里执行，完成一个配置项的读取，然后赋值给这个类变量“flushInterval”。

另外比如下图的static静态代码块，也会在这个阶段来执行。

类似下面的代码语义，可以理解为类初始化的时候，调用“loadReplicaFromDish()”方法从磁盘中加载数据副本，并且放在静态变量“replicas”中：

那么搞明白了类的初始化是什么，就得来看看类的初始化的规则了。 什么时候会初始化一个类？ 一般来说有以下一些时机：比如“new ReplicaManager（）"来实例化类的对象了，此时就会触发类的加载到初始化的全过程，把这个类准备好，然后再实例化一个对象出来；或者是包含“main（）"方法的主类，必须是立马初始化的。

此外，这里还有一个非常重要的规则，就是如果初始化一个类的时候，发现他的父类还没初始化，那么必须先初始化他的父类 比如下面的代码：

如果你要“new ReplicaManager（）”初始化这个类的实例，那么会加载这个类，然后初始化这个类

但是初始化这个类之前，发现AbstractDataManager作为父类还没加载和初始化，那么必须先加载这个父类，并且初始化这个父类。这个规则，大家必须得牢记，再来一张图，借助图片来进行理解：

三. 类加载器和双亲委派机制

现在相信大家都搞明白了整个类加载从触发时机到初始化的过程了，接着给大家说一下类加载器的概念 因为实现上述过程，那必须是依靠类加载器来实现的 那么Java里有哪些类加载器呢？简单来说有下面几种：

3.1 类加载器有哪几种？

3.1.1 启动类加载器

Bootstrap ClassLoader，他主要是负责加载我们在机器上安装的Java目录下的核心类的；

相信大家都知道，如果你要在一个机器上运行自己写好的Java系统，无论是windows笔记本，还是linux服务器，是不是都得装一下JDK? 那么在你的Java安装目录下，就有一个“Iib”目录，大家可以自己去找找看，这里就有Java最核心的一些类库，支撑你的Java系统的运行。 所以一旦你的JVM启动，那么首先就会依托启动类加载器，去加载你的Java安装目录下的“Iib”目录中的核心类库。

3.1.2 扩展类加载器

Extension ClassLoader，这个类加载器其实也是类似的，就是你的Java安装目录下，有一个“Iib\ext”目录这里面有一些类，就是需要使用这个类加载器来加载的，支撑你的系统的运行。 那么你的JVM一旦启动，是不是也得从Java安装目录下，加载这个“lib\ext”目录中的类？

3.1.3 应用程序类加载器

Application ClassLoader，这类加载器就负责去加载“ClassPath”环境变量所指定的路径中的类 其实你大致就理解为去加载你写好的Java代码吧，这个类加载器就负责加载你写好的那些类到内存里。

3.1.4自定义类加载器

除了上面那几种之外，还可以自定义类加载器，去根据你自己的需求加载你的类。

3.2双亲委派机制

JVM的类加载器是有亲子层级结构的，就是说启动类加载器是最上层的，扩展类加载器在第二层，第三层是应用程序类加载器，最后一层是自定义类加载器。

大家看下图：

双亲委派机制是什么意思呢？ 就是假设你的应用程序类加载器需要加载一个类，他首先会委派给自己的父类加载器去加载，最终传导到顶层的类加载器去加载 但是如果父类加载器在自己负责加载的范围内，没找到这个类，那么就会下推加载权利给自己的子类加载器。

听完了上面一大堆绕口令，是不是很迷茫？别着急，咱们用一个例子来说明一下。 比如你的JVM现在需要加载“ReplicaManager”类，此时应用程序类加载器会问问自己的爸爸，也就是扩展类加载器，你能加载到这个类吗？ 然后扩展类加载器直接问自己的爸爸，启动类加载器，你能加载到这个类吗？ 启动类加载器心想，我在Java安装目录下，没找到这个类啊，自己找去！ 然后，就下推加载权利给扩展类加载器这个儿子，结果扩展类加载器找了半天，也没找到自己负责的目录中有这个类。 这时他很生气，说：明明就是你应用程序加载器自己负责的，你自己找去。 然后应用程序类加载器在自己负责的范围内，比如就是你写好的那个系统打包成的jar包吧，一下子发现，就在这里！然后就自己把这个类加载到内存里去了。

这就是所谓的双亲委派模型：先找父亲去加载，不行的话再由儿子来加载，这样的话，可以避免多层级的加载器结构重复加载某些类。最后，给大家来一张图图，感受一下类加载器的双亲委派模型。

四 扩展

1. 如何对“.class”文件处理保证不被人拿到以后反编译获取公司源代码？

首先你编译时，就可以采用一些小工具对字节码加密，或者做混淆等处理 现在有很多第三方公司，都是专门做商业级的字节码文件加密的，所以可以付费购买他们的产品。 然后在类加载的时候，对加密的类，考虑采用自定义的类加载器来解密文件即可，这样就可以保证你的源代码不被人窃取。